Soil microbial community, soil aggregation and cropping system: study of their relationship

The effect of six cropping systems on soil carbon, aggregation and microbial community was examined after three growing seasons. The six cropping systems involved corn, sorghum, soybean, red clover, timothy and bare fallow, and differed in terms of tillage practice, type of crop (perennial versus annual) and type, amount and quality of carbon inputs to soil. Soil structure under sorghum and timothy differed from that of bare soil. Soil total carbon content exceeded that of fallow only under the two perennial cropping systems. Microbial community size and activity, arbuscular mycorrhizal fungi, bacteria and Gram(-) bacteria were positively correlated with total carbon, mean weight diameter (MWD) of aggregates and abundance of macroaggregates, and negatively correlated with abundance of microaggregates. Fungi were positively correlated with MWD of aggregates and negatively correlated with abundance of microaggregates. Root biomass and lignin content had the greatest effects on the size and proportion of microbial groups correlated with soil structure and carbon content. The relationships between microbial community structure and soil structure, and between microbial community structure and plant material chemical characteristics were further explored with an experiment where the dynamics of soil microbial community structure and changes in soil structure during the decomposition process of soybean, corn, timothy and red clover materials were monitored for 28 weeks. Up to 53% of the variation in microbial community composition could be explained by the quality of added materials and up to 24% of the variation in soil structure could be explained by the composition of the soil microbial community. The C/N, hemicellulose, soluble CL'effet de six systèmes de culture sur le carbone, l'agrégation et la communauté microbienne du sol a été évalué après trois saisons de croissance. Les systèmes de culture comprenaient le maïs, le sorgho, le soya, le trèfle, la fléole des prés ainsi que des parcelles en jachère et étaient caractérisés par différents types de travail du sol et de plantes (pérennes versus annuelles) et par la nature, quantité et qualité des apports de carbone au sol. Comparativement à la jachère, la structure du sol a été affectée par les systèmes de culture impliquant le sorgho et la fléole des prés et le carbone total du sol n'a été augmenté que sous les plantes pérennes. La taille et l'activité de la communauté microbienne ainsi que les champignons arbusculaires mycorhiziens, les bactéries en général et les bactéries à Gram négatif ont été positivement corrélés au diamètre moyen des agrégats et à la proportion de macroagrégats du sol, mais négativement corrélés à la proportion de microagrégats. Les champignons étaient positivement corrélés au diamètre moyen des agrégats et négativement corrélés à la proportion de microagrégats. La biomasse racinaire et le contenu en lignine des racines ont eu le plus d'effet sur la taille et la proportion des groupes microbiens corrélés à la structure et à la teneur en carbone du sol. La relation entre la structure du sol et la composition de la communauté microbienne ainsi que le lien entre la qualité des matières végétales et la structure de la communauté microbienne ont été examinés davantage lors d'une expérience en laboratoire. Du sol et des tissues de maïs, de soya, de trèfle et de fléole des prés ont été incubés pendant 28 semaine